本發(fā)明涉及建材檢測領(lǐng)域，尤其涉及制備高強混凝土試塊的壓力成型裝置及其使用方法。

背景技術(shù)：

隨著社會經(jīng)濟、技術(shù)發(fā)展，高層、超高層、大跨度建筑結(jié)構(gòu)越來越多，超限結(jié)構(gòu)對建筑材料性能提出了更高的要求，研究人員也提出了多種高強、高性能建筑材料，并在實際工程中有一定應用。

混凝土強度影響因素較多，其中養(yǎng)護環(huán)節(jié)及措施至關(guān)重要，美國研究人員研究發(fā)現(xiàn)活性粉末混凝土(rpc)在采用高標號水泥、高強度石英砂等材料，在養(yǎng)護初凝前持續(xù)施加50mpa壓力可以大幅提高其抗壓強度，其原理是通過壓力增加材料密實度減小內(nèi)部孔隙。

為了盡可能發(fā)揮和研究高強混凝土的極限抗壓強度，有必要開發(fā)一種壓力成型裝置，方便地對初凝前混凝土施加給定壓力同時便于進行振動臺振動，最大限度增加密實度和減小孔隙，從而提高材料強度及耐久性。

高強混凝土預制構(gòu)件的壓力成型裝置開發(fā)可由小及大，將壓力成型技術(shù)逐步應用于實際工程。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的問題是提供一種壓力成型裝置增加混凝土試驗試塊的密實度，減小內(nèi)部孔隙，進一步提高高強混凝土試件的抗壓強度和耐久性等特性，在此基礎上有望將壓力成型技術(shù)應用于實際工程以減輕結(jié)構(gòu)自重，提高結(jié)構(gòu)壽命。為此，現(xiàn)提出如下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供一種高強度混凝土試件壓力成型裝置，包括自平衡反力架，加壓千斤頂以及設在自平衡反力架內(nèi)部的混凝土盛放模具，所述自平衡反力架包括三角形格構(gòu)式桁架、鋼底板以及多根鋼管，所述鋼底板設在三角形格構(gòu)式桁架的底部，所述鋼管設在鋼底板的兩側(cè)并且用于固定連接三角形格構(gòu)式桁架和鋼底板；所述加壓千斤頂包括供油裝置和通過供油管與供油裝置連接的作動器，所述供油裝置設在自平衡反力架外，所述作動器固定連接在三角形格構(gòu)式桁架底部，所述混凝土盛放模具包括固定在鋼底板上的鋼制圓環(huán)，所述鋼制圓環(huán)位于千斤頂作動器下方。

對上述方案的進一步改進，所述作動器端部設有一壓力傳感器，所述供油裝置還包括油源、靜態(tài)電阻應變儀和加壓手柄，油源通過供油管連接到作動器，壓力傳感器連接到靜態(tài)電阻應變儀，所述供油管上設有回油閥。

對上述方案的進一步改進，所述壓力傳感器通過卡扣固定在作動器外側(cè)。

對上述方案的進一步改進，所述鋼管數(shù)量不少于四根，所述三角形格構(gòu)式桁架頂部設有一手柄。

對上述方案的進一步改進，所述鋼制圓環(huán)和鋼底板所用的材料為pm-35透氣鋼且所述鋼底板位于鋼制圓環(huán)底部的部分設有氣孔。

對上述方案的進一步改進，所述壓力成型裝置設在一振動臺上。

本發(fā)明還提供一種上述方案所述的高強度混凝土壓力成型裝置的使用方法，包括如下步驟：

(1)使用手柄打開三角形格構(gòu)式桁架，在混凝土盛放模具內(nèi)壁、千斤頂作動器頂部和底部刷脫模油，同時在鋼底板底部氣孔處放置墊片，防止加壓時攪拌均勻的混凝土外漏；

(2)將按照配比將攪拌均勻混凝土放入混凝土盛放模具中，混凝土體積比標準混凝土試件塊大20％，關(guān)閉三角形格構(gòu)式桁架并通過高強螺栓將三角形格構(gòu)式桁架與鋼管固定連接起來；

(3)利用千斤頂作動器對混凝土盛放模具中混凝土施加壓力，使其內(nèi)部孔隙中氣體通過鋼制圓環(huán)和鋼底板的氣孔排出，千斤頂上的壓力傳感器將千斤頂對混凝土的壓力值傳輸?shù)届o態(tài)電阻應變儀，供油裝置中的靜態(tài)電阻應變儀監(jiān)測施加壓力值，將壓力施加到預定值后維持荷載，停止加壓；

(4)將壓力成型裝置整體放置于振動臺上進行振動，振動過程中實時監(jiān)測靜態(tài)電阻應變儀壓力值，如壓力降低則繼續(xù)通過加壓手柄使千斤頂壓力加至給定值，振動時間3-5分鐘；

(5)攪拌均勻的混凝土振動密實完成后，再次檢查靜態(tài)電阻應變儀壓力值并調(diào)整千斤頂壓力至預定值，并將整個壓力成型裝置連同混凝土試塊放入養(yǎng)護室進行養(yǎng)護；

(6)養(yǎng)護2天后將千斤頂供油裝置供油管上的回油閥打開，千斤頂作動器縮回，停止向混凝土盛放模具中的混凝土施加壓力，并通過手柄將自平衡反力架和裝混凝土模具分開；

(7)用脫模氣槍從鋼底板上的氣孔打氣，使混凝土試塊脫出混凝土盛放模具，混凝土試件進入正常養(yǎng)護，養(yǎng)護至28天后進行強度測試，即可制成高強度混凝土試件。

相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于：

(1)本發(fā)明通過千斤頂作動器對混凝土盛放容器中的混凝土施加壓力，使其在養(yǎng)護期間保持預定應力，增加混凝土密實度。千斤頂通過供油管與外設供油裝置連接，供油管可以確保裝置能夠在作動器在振動臺上自由振動。鋼管、三角形格構(gòu)式桁架以及鋼底板這三個部分結(jié)構(gòu)連接在一起形成一個自平衡的加載-反力體系，鋼管傳遞千斤頂反力至鋼底板與壓力平衡，形成一個穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，使整個裝置受力平衡，并且千斤頂作動器壓力通過壓力傳感器測量并調(diào)整容器內(nèi)混凝土的成型壓力，使之保持在合理水平，增強混凝土試件的抗壓強度。

(2)本發(fā)明相當于在混凝土強度形成之前，給其施加預壓力，同時置于振動臺上振動，壓力與振動共同作用可以有效減少混凝土內(nèi)部孔隙，增加混凝土密實度，提高混凝土強度及耐久性等力學性能，加壓養(yǎng)護后可以通過手柄，將上部固定結(jié)構(gòu)和裝混凝土模具分開，方便地拆卸模具，取出試樣并進行后續(xù)養(yǎng)護流程。

(3)本發(fā)明所述壓力成型裝置的使用方法中的混凝土體積應取大于預期混凝土標準試塊約20％，以便在加壓、振搗后其體積能夠基本保持標準試塊尺寸，確保試塊尺寸標準和實驗結(jié)果可靠性；并且在混凝土盛放模具和作動器頂部和底部刷上脫模油，以保證其混凝土盛放模具的透氣性進而確保整個裝置的正常使用。

附圖說明

圖1本發(fā)明所述的一種高強度混凝土試件壓力成型裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標記：手柄-1；三角形格構(gòu)式桁架-2；高強度螺栓-3；鋼管-4；壓力傳感器-5；千斤頂作動器-6；攪拌均勻混凝土-7；鋼制圓環(huán)-8；鋼底板-9；氣孔-10；供油管-11；加壓手柄-12；千斤頂油源-13；靜態(tài)電阻應變儀-14；振動臺-15。

具體實施方式

為使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實施方式，進一步闡述本發(fā)明。

如附圖1所示的一種高強度混凝土試件壓力成型裝置，包括自平衡反力架，加壓千斤頂以及設在自平衡反力架內(nèi)部的混凝土盛放模具，所述自平衡反力架包括三角形格構(gòu)式桁架2、鋼底板9以及數(shù)量不少于四根的鋼管4，所述鋼底板9設在三角形格構(gòu)式桁架2的底部，所述鋼管4設在鋼底板的四角并且通過高強度螺栓3用于連接三角形格構(gòu)式桁架2和鋼底板9；所述加壓千斤頂包括供油裝置和通過供油管11與供油裝置連接的作動器6，所述供油裝置設在自平衡反力架外，所述作動器6固定連接在三角形格構(gòu)式桁架2底部，所述混凝土盛放模具包括由鋼制圓環(huán)8，所述鋼制圓環(huán)8固定在鋼底板9上，位于千斤頂作動器6下方。本發(fā)明通過千斤頂作動器6對混凝土盛放容器中的攪拌均勻的混凝土7施加壓力，使其在養(yǎng)護期間保持預定應力，增加攪拌均勻混凝土7密實度。千斤頂通過供油管11與外設供油裝置連接，供油管11可以確保裝置能夠在作動器6在振動臺15上自由振動。鋼管4、三角形格構(gòu)式桁架2以及鋼底板9這三個部分結(jié)構(gòu)通過高強度螺栓3連接在一起形成一個自平衡的加載-反力體系，鋼管4傳遞千斤頂反力至鋼底板9與壓力平衡，形成一個穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，使整個裝置受力平衡。

在本實施例中，所述作動器6端部外側(cè)通過卡扣固定有一壓力傳感器5，所述供油裝置還包括油源13、靜態(tài)電阻應變儀14和加壓手柄12，油源13通過供油管11連接到作動器6，壓力傳感器5連接到靜態(tài)電阻應變儀14。所述壓力傳感器5用來感應千斤頂壓力，并通過與之相連的靜態(tài)電阻應變儀14顯示壓力數(shù)值，為千斤頂壓力調(diào)節(jié)提供參數(shù)，應變儀包含單通道惠斯登橋路和液晶顯示屏，用于測量壓力傳感器5壓力值并在液晶顯示屏上顯示，千斤頂油源13通過供油管11為作動器6供油，并根據(jù)壓力傳感器5示值，使用加壓手柄12調(diào)整壓力，確保千斤頂壓力維持在預期水平。

在本實施例中，所述鋼管4數(shù)量不少于四根，所述三角形格構(gòu)式桁架2頂部設有一手柄1。為確保結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，鋼管4數(shù)量不少于4根并具有足夠承載力承擔千斤頂反力，通過手柄1將自平衡反力架和裝混凝土盛放模具分開。

在本實施例中，所述鋼制圓環(huán)8和鋼底板9所用的材料為pm-35透氣鋼且所述鋼底板9位于鋼制圓環(huán)8底部的部分設有氣孔10。采用透氣鋼有利于混凝土受壓后，內(nèi)部孔隙內(nèi)氣體在壓力及振動作用下從構(gòu)件側(cè)面排出，有效提高混凝土的密實度，氣孔10用于試塊脫模時脫模氣槍的打氣孔。

在本實施例中，所述壓力成型裝置設在一振動臺15上。

現(xiàn)提供一種上述的高強混凝土試件壓力成型裝置的使用方法，包括如下步驟：

(1)使用手柄1打開三角形格構(gòu)式桁架2，在混凝土盛放模具內(nèi)壁、千斤頂作動器6頂部和底部刷脫模油，同時在鋼底板9底部氣孔10處放置墊片，防止加壓時攪拌均勻的混凝土7外漏；

(2)將按照配比將攪拌均勻混凝土7放入混凝土盛放模具中，混凝土體積比標準混凝土試件塊大約20％，關(guān)閉三角形格構(gòu)式桁架2并通過高強螺栓3將三角形格構(gòu)式桁架2與鋼管4固定連接起來；

(3)利用千斤頂作動器6對混凝土盛放模具中混凝土7施加壓力，使其內(nèi)部孔隙中氣體通過鋼制圓環(huán)8和鋼底板9的氣孔排出，千斤頂上的壓力傳感器5將千斤頂對混凝土的壓力值傳輸?shù)届o態(tài)電阻應變儀14，供油裝置中的靜態(tài)電阻應變儀14監(jiān)測施加壓力值，將壓力施加到預定值后維持荷載，停止加壓；

(4)將壓力成型裝置整體放置于振動臺15上進行振動，振動過程中實時監(jiān)測靜態(tài)電阻應變儀14壓力值，如壓力降低則繼續(xù)通過加壓手柄12使千斤頂壓力加至給定值，振動時間3-5分鐘；

(5)攪拌均勻的混凝土7振動密實完成后，再次檢查靜態(tài)電阻應變儀14壓力值并調(diào)整千斤頂壓力至預定值，并將整個壓力成型裝置連同混凝土試塊放入養(yǎng)護室進行養(yǎng)護；

(6)養(yǎng)護2天后將千斤頂供油裝置供油管11上的回油閥打開，千斤頂作動器6縮回，停止向混凝土盛放模具中的混凝土7施加壓力，并通過手柄1將自平衡反力架和混凝土盛放模具分開；

(7)用脫模氣槍從鋼底板9上的氣孔10打氣，使混凝土試塊脫出混凝土盛放模具，混凝土試件進入正常養(yǎng)護，養(yǎng)護至28天后進行強度測試，即可制成高強度混凝土試件。

本發(fā)明相當于在混凝土強度形成之前，給其施加預壓力，同時置于振動臺15上振動，壓力與振動共同作用可以有效減少攪拌均勻混凝土7內(nèi)部孔隙，增加混凝土密實度，提高混凝土強度及耐久性等力學性能，加壓養(yǎng)護后可以通過手柄1，將自平衡反力架和裝混凝土模具分開，方便地拆卸模具，取出試樣并進行后續(xù)養(yǎng)護流程。

本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本發(fā)明，而并非用作為對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實質(zhì)精神范圍內(nèi)，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)。